KR20120104750A - 열 흡수를 극대화한 집광유닛 및 이를 적용한 태양전지 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
프레넬 렌즈를 통해 입사되는 태양 광을 집광하여 셀 리시버의 솔라셀에 전달하는 집광유닛이 개시된다. 상기 집광유닛은, 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 통 형상의 제 1 집광부; 및 상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고, 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 체적 몸체인 유리 재질의 제 2 집광부를 포함하고, 상기 제 2 집광부의 하단면은 상기 솔라셀에 접촉한다.
Description
본 발명은 열 흡수를 극대화한 태양전지 어셈블리의 집광유닛에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(PV; PHOTOVOLTAIC)는 입사되는 태양 광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다.
태양전지는 무공해이고 무한정인 태양 광 에너지를 이용하므로 연료가 필요 없고, 대기오염이나 폐기물의 발생이 없어 친환경적이며, 또한 반도체 소자이기 때문에 기계적인 진동과 소음이 거의 없는 장점이 있기 때문에, 최근 들어 국내외적으로 개발이 활발히 이루어지고 있다.
태양전지에는 태양 광을 반사나 굴절 없이 다중 셀에 직접 입사하는 타입과 다중 셀 앞에 반사체를 설치하여 태양 광을 집광하는 타입이 있다.
특히, 집광형 태양전지의 경우, 높은 전력변환 효율을 얻기 위하여 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)를 구비하여 입사되는 태양 광을 500배 이상으로 셀에 집중시킴으로써, 전력 변환 효율을 증대하도록 하였다.
그러나, 프레넬 렌즈로부터 집중되는 태양 광의 파장대가 넓고 다양한 각도로 입사되기 때문에 이들을 모두 집광하기는 어렵기 때문에, 고가의 프레넬 렌즈를 사용하더라도 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
이를 위해 국내특허공개 제2010-42074호에서는, 렌즈를 통해 입사되는 태양 광을 집광하여 셀 리시버의 솔라셀에 전달하고, 하단에서 상단으로 제 1 경사각으로 횡단면적이 증가하는 통 형상의 제 1 집광부; 및 상기 제 1 집광부의 상단으로부터 연장하고 상기 제 1 경사각보다 큰 제 2 경사각으로 횡단면적이 증가하는 통 형상의 제 2 집광부를 포함하며, 상기 제 1 집광부와 제 2 집광부는 단일체를 이루고, 상기 제 1 및 제 2 집광부의 내측면과 외측면 사이에서 전반사가 일어나며, 상기 제 1 및 제 2 집광부는 유리로 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 집광부는, 각각의 내측면의 굴절률이 외측면의 굴절률보다 높도록 가공된 태양전지 어셈블리의 집광유닛을 개시하고 있다.
이 구성에 의하면, 집광된 빛을 손실 없이 전달하기 때문에 집광 효율이 극대화되어 솔라셀의 출력 효율이 현저하게 상승한다는 이점을 갖는다.
그러나, 이러한 이점에도 집광되는 과정에서 열 흡수가 일어나지 않기 때문에 태양 광에 의한 열 부하가 그대로 솔라셀에 전달되어 솔라셀의 효율이 저하하고 수명이 단축된다는 문제점을 그대로 지니고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 집광 과정에서 열 흡수를 극대화하면서 집광 효율을 최대화하여 출력량을 향상시킬 수 있는 태양전지 어셈블리의 집광유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방열 효과를 극대화하여 셀을 보호하고 출력량을 향상시킬 수 있는 태양전지 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 프레넬 렌즈를 통해 입사되는 태양 광을 집광하여 셀 리시버의 솔라셀에 전달하는 집광유닛으로서, 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 통 형상의 제 1 집광부; 및 상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고, 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 체적 몸체인 유리 재질의 제 2 집광부를 포함하고, 상기 제 2 집광부의 하단면은 상기 솔라셀에 접촉하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛에 의해 달성된다.
또한, 상기의 목적은, 솔라셀이 실장되고 한 쌍의 출력단자가 설치된 셀 리시버; 하단에서 상단으로 수직 단면의 경사각이 증가하는 통 형상의 제 1 집광부와, 상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고 하단에서 상단으로 수직 단면의 경사각이 증가하는 체적 몸체로 하단면이 상기 솔라셀에 접촉하는 유리 재질의 제 2 집광부로 구성되는 집광유닛; 상기 셀 리시버가 고정되는 방열블록; 및 상기 방열블록의 표면으로 일부가 노출되도록 매립되어 상기 셀 리시버와 접촉하는 히트 파이프를 포함하는 태양전지 어셈블리에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 제 2 집광부의 하단면의 크기는 상기 솔라셀의 크기와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제 2 집광부의 하단면과 상기 솔라셀 사이에는 실리콘 또는 에폭시 접착제가 개재될 수 있다.
바람직하게, 상기 제 2 집광부의 상단면은 반사방지(Anti Reflect) 코팅 처리가 될 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제 1 집광부의 경사각은 상기 제 2 집광부의 경사각보다 크며, 상기 제 2 집광부의 경사각은 0도 이상이고 30도 이하일 수 있다.
바람직하게, 상기 제 2 집광부는 상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고, 경사각이 0도인 상부와 하단에서 상단으로 갈수록 곡률 반경이 증가하도록 곡률 경사를 갖는 하부가 일체로 형성되어 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 셀 리시버는 방열 접착제에 의해 상기 방열블록에 접착되거나, 일단이 상기 방열블록에 고정되고 타단이 상기 셀 리시버를 가압하는 절연 클램프에 의해 상기 방열블록에 고정될 수 있다.
여기서, 상기 절연 클램프에 의해 고정되는 경우, 상기 셀 리시버와 상기 방열블록 사이에는 방열 그리스가 개재될 수 있다.
바람직하게, 상기 히트 파이프가 매립되도록 상기 방열블록에 그루우브가 형성되고, 상기 그루우브의 내면에 방열 그리스 또는 방열 접착제가 도포될 수 있다.
바람직하게, 상기 히트 파이프는 가압에 의해 단면이 변형되어 상기 셀 리시버와 접촉하는 부분이 평면을 이룰 수 있다.
바람직하게, 상기 셀 리시버와 이에 인접하는 상기 방열블록 부분은 실리콘 수지에 의해 덮일 수 있다.
바람직하게, 상기 방열블록은 몸체와 방열 핀이 일체로 형성되어 구성되고, 상기 방열 핀은 상기 몸체로부터 방사상으로 연장할 수 있다.
바람직하게, 상기 방열 핀의 수직 단면에서 양 가장자리는 톱날 형상으로 구성되고, 더욱 바람직하게, 상기 방열 핀의 수직 단면에서 양 가장자리에는 일정 간격으로 가지(branch)가 형성될 수 있다.
바람직하게, 역 U 형상으로 절곡되어 상기 집광유닛을 지지하는 지지부재를 추가로 포함하고, 상기 지지부재의 양단은 상기 방열블록에 고정되고, 상기 지지부재의 중간부분에는 관통구멍이 형성되어 상기 집광유닛이 끼워질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 집광부의 경계에서 상기 제 1 및 제 2 집광부는 각각 상기 지지부재에 독립적으로 고정되며, 상기 제 1 집광부는 상기 지지부재에 끼움 결합 또는 리벳 결합되고, 상기 제 2 집광부는 상기 관통구멍으로부터 절곡된 적어도 한 쌍의 지지 편에 의해 가압 고정될 수 있다.
바람직하게, 상기 방열블록은 몸체와 상기 몸체에 접착된 다수의 방열 핀으로 구성되고, 상기 방열 핀은 일정 간극으로 적층될 수 있다.
상기의 구조에 의하면, 빛이 제 2 집광부를 투과하는 동안 열이 제 2 집광부에 전달됨으로써 솔라셀에 가해지는 열 부하의 대략 30% 내지 40%를 줄일 수 있어 솔라셀의 효율 저하를 막을 수 있고 수명을 연장할 수 있다.
이와 함께, 프레넬 렌즈로부터 집광된 빛은 제 1 집광부에서 다시 집광되어 제 2 집광부로 입사되며, 입사된 빛은 제 2 집광부 내부를 통과하면서 전반사되어 빛의 손실을 최소화한다.
또한, 제 2 집광부에 의한 열 흡수로 인하여 방열 용량을 줄일 수 있어 종래와 비교하여 방열 구조의 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 4는 지지부재를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 7a는 일부 단면도이다.
도 8은 다른 구조의 방열판을 적용한 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 4는 지지부재를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 7a는 일부 단면도이다.
도 8은 다른 구조의 방열판을 적용한 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 2는 단면도이다.
집광유닛(10, 20)
집광유닛은 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 통 형상의 제 1 집광부(10)와, 제 1 집광부(10)의 하단에 결합하고 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 체적 몸체인 유리 재질의 제 2 집광부(20)로 이루어진다.
여기서, 체적 몸체는 다면체, 이 실시 예에서는 육면체로 내부가 채워져 체적을 갖는 구조를 말한다.
도 1에서, 제 1 집광부(10)의 하단에서 대향하는 한 쌍의 스커트부(12)가 연장하며, 제 2 집광부(20)를 제 1 집광부(10)의 상부로부터 끼우면 제 2 집광부(20)의 상부는 한 쌍의 스커트부(12)에 의해 가압되어 고정된다.
바람직하게, 스커트부(12)와 제 2 집광부(20) 사이에 실리콘이나 에폭시 접착제를 도포하여 제 1 및 제 2 집광부(10, 20)가 더욱 신뢰성 있게 결합하도록 할 수 있다.
제 1 집광부(10)는, 가령 알루미늄이나 스테인리스 스틸 등의 금속 판재를 절곡하여 제작할 수 있다.
제 2 집광부(20)의 하단면은 솔라셀(40)에 접촉하는데, 바람직하게, 상기 제 2 집광부의 하단면의 크기는 솔라셀(40)의 크기와 동일할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 제 2 집광부(20)에 의해 집광된 빛이 솔라셀(40)의 외부로 누설되는 것을 신뢰성 있게 방지하여 집광 효율을 크게 향상시킨다.
바람직하게, 제 2 집광부(20)의 하단면과 솔라셀(40) 사이에는 실리콘이나 에폭시 접착제(39)가 개재될 수 있다.
통상, 빛의 입사 또는 출사할 때 해당 면에서 약 4%의 반사 손실이 발생한다. 따라서, 제 2 집광부(20)의 하단면을 출사할 때와 솔라셀(40)에 입사할 때 각각 4%의 반사 손실이 발생하여 효율 저하가 올 수 있다.
이를 방지하기 위해서, 상기한 바와 같이, 투명도가 높고 굴절율이 제 2 집광부(20)의 재질인 유리와 유사하며 고열에서 물성 변화가 없는 실리콘이나 에폭시 접착제(39)가 적용된다.
효과적으로 접착이 이루어지기 위해서는 제 2 집광부(20)의 하단면과 솔라셀(40)의 표면을 솔벤트로 닦아 이물질을 제거한 다음 실리콘이나 에폭시 접착제(39)를 도포한다.
바람직하게, 제 2 집광부(20)의 상단면은 반사방지(Anti Reflect) 코팅 처리가 될 수 있다. 표면반사에 의한 빛의 손실이 대략 4%인데, 이러한 구조를 적용함으로써 표면반사 손실을 1% 정도로 줄일 수 있다.
바람직하게, 제 1 집광부(10)의 경사각은 제 2 집광부(20)의 경사각보다 크게 형성될 수 있으며, 제 2 집광부(20)의 경사각은 0도 이상이고 30도 이하일 수 있다.
프레넬 렌즈로부터 집광된 빛은 제 1 집광기(10)에서 다시 집광되어 제 2 집광부(20)로 입사되며, 입사된 빛은 제 2 집광기(20) 내부에서 전반사되어 빛의 손실을 최소화한다.
이와 함께, 빛이 제 2 집광기(20)를 투과하는 동안 열이 제 2 집광기(20)에 전달됨으로써 솔라셀(40)에 가해지는 열 부하의 대략 30% 내지 40%를 줄일 수 있어 솔라셀(40)의 효율 저하를 막을 수 있고 수명을 연장할 수 있다. 또한, 제 2 집광부(20)에 의한 열 흡수로 인하여 방열 용량을 줄일 수 있어 종래와 비교하여 방열 구조의 원가를 절감할 수 있다.
셀 리시버(30)
셀 리시버(30)는 3층 기판(31, 32, 33)의 적층구조로 이루어지고, 중간층 기판(32)은 절연성과 방열 성능이 우수한 알루미늄 세라믹 기판이고, 중간층 기판(32)의 상층 기판(31)과 하층 기판(33)은 각각 방열 성능이 우수한 알루미늄 기판에 금 도금을 한 기판일 수 있다.
상층 기판(31)은 2 분할되어 분할된 각 기판에 ＋ 단자(34)와 － 단자(35)가 형성되고, 이 단자(34, 35)에 출력 도선(36, 37)이 전기적으로 연결된다. 이 예와 달리, 별도의 단자를 구성하지 않고 출력 도선(36, 37)을 직접 상층 기판(31)에 연결하는 것도 가능하다.
셀 리시버(30)는, 도 2와 같이, 방열 접착제(38)를 개재하여 방열판(50)에 직접 접착하거나, 일단이 방열판(50)에 고정되고 타단이 셀 리시버(30)를 가압하는 절연 클램프를 이용하여 방열판(50)에 고정할 수 있다.
절연 클램프에 의해 고정되는 경우, 셀 리시버(30)와 방열판(50) 사이에는 방열 그리스가 개재될 수 있다.
상기와 같이, 방열 접착제(38)나 방열 그리스를 개재함으로써 셀 리시버(30)과 방열판(50) 사이의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
바람직하게, 셀 리시버(30)와 이에 인접하는 방열판(80) 부분은 보호층(70)에 의해 덮일 수 있다. 보호층(70)은 실리콘 수지 이외에 반도체 또는 PCB 기판의 절연, 방수 코팅제로 쓰이는 코팅 도료, 가령 우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 에나멜 등이 도포되거나 분사되어 형성될 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 고온과 고습도 등의 환경적 요인과 환경에서 상층 기판(31)이나 단자(34, 35)와 방열판(80)의 표면 사이에서 발생할 수 있는 방전의 가능성을 완전하게 차단할 수 있다는 이점이 있다.
방열판(50)
방열판(50)은 열 전도성이 우수한 알루미늄 등의 단일의 블록으로 제작되며, 몸체(51)와 여기에 일체로 구성된 다수의 방열 핀(54)으로 이루어진다.
몸체(51)는 판 형상으로 구성되고, 몸체(51)의 표면에서 셀 리시버(30)의 이면을 지나도록 그루우브(52)가 형성되어 후술하는 히트 파이프(60)가 매립된다. 그루우브(52)는 히트 파이프(60)의 면 접촉을 위해서, 가령 수직 단면이 반원형을 이루도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바람직하게, 방열 핀(54)은 몸체(51)로부터 방사상으로 연장할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 방열 핀(54)과 몸체(51)의 경계 부분에서 방열 핀(54) 사이의 간극이 넓어지기 때문에 열의 방출이 더욱 효율적으로 이루어진다.
바람직하게, 방열 핀(54)의 수직 단면에서 양 가장자리는 톱날 형상으로 구성되어 외부 공기와의 접촉 면적을 넓혀 방열이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
여기서, 방열 핀(54)은 예를 들어 압출 방식으로 제작될 수 있다.
또한, 방열 핀(54)의 수직 단면에서 양 가장자리에 일정 간격으로 가지(branch, 55)를 돌출 형성하여 외부 공기와의 접촉 면적을 넓혀 방열이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
바람직하게, 방열판(50)의 표면은 풍화에 의한 표면 산화를 방지하기 위하여 아노다이징 처리를 하거나, 불소도장, 테프론 코팅 또는 세라믹 코팅으로 부식방지가 되도록 할 수 있다.
히트 파이프(60)
상기한 바와 같이, 방열판(50)의 몸체(51)의 표면에는 그루우브(52)가 형성되고, 그루우브(52)에는 히트 파이프(60)가 매립된다.
잘 알려진 바와 같이, 히트 파이프(60)의 내부에는 윅(wick)이 설치되고 열전달매체가 수용되어 일단에 열이 가해지면 윅에 의한 모세관 현상으로 열전달매체가 기화하면서 타단으로 신속하게 열이 전달된다.
따라서, 솔라셀(40)로부터 셀 리시버(30)에 전달된 열은 히트 파이프(60)를 통하여 신속하게 방열판(80)의 넓은 부분으로 전달되어 방열 핀(54)을 통하여 외부로 전달된다.
바람직하게, 방열 효과를 향상시키기 위해서, 그루우브(52)의 내면에 방열 그리스 또는 방열 접착제가 도포된다.
도 2를 참조하면, 셀 리시버(30)와의 접촉 면적을 넓히기 위해서 히트 파이프(60)는 단면이 반원형일 수 있다. 이를 위해, 가령 그루우브(52)에 단면이 원형인 히트 파이프(60)를 끼운 다음, 프레스로 가압하여 반원형으로 변형시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이고, 도 4는 지지부재를 나타내는 사시도이다.
도 1의 실시 예에서는 제 1 집광부(10)의 하단에서 대향하는 한 쌍의 스커트부(12)가 연장하여 제 2 집광부(20)의 상부를 가압하여 고정하며, 바람직하게, 스커트부(12)와 제 2 집광부(20) 사이에 실리콘이나 에폭시 접착제를 도포하였다.
도 3에서는, 역 U 형상으로 절곡되어 제 1 및 제 2 집광부(10, 20)를 지지하는 지지부재(80)를 추가로 포함한다.
도 4를 참조하면, 지지부재(80)의 상면에는 관통구멍(81)이 형성되고 두 쌍의 지지 편(82)이 내측으로 절곡되어, 도 3과 같이, 제 2 집광부(20)가 관통구멍(81)에 끼워져 한 쌍의 지지 편(82)에 의해 제 2 집광부(20)가 가압 고정된다.
또한, 관통구멍(81)에 인접하여 다수의 슬롯(81a)이 형성되어, 도 3과 같이, 제 1 집광부(10)의 스커트부(12)가 이 슬롯(81a)에 끼워져 결합한다.
이 실시 예에 의하면, 제 1 및 제 2 집광부(10, 20)가 지지부재(80)에 각각 독립적으로 고정되므로, 제 1 및 제 2 집광부(10, 20) 상호 간의 결합에 대해서는 신경쓸 필요가 없다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 3의 실시 예와 달리, 지지부재(80)에 슬롯을 형성하지 않고, 제 1 집광부(10)의 스커트부(12)를 리벳(85) 등을 이용하여 직접 지지부재(80)에 결합한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
이 실시 예에 의하면, 제 2 집광부(120)는 경사각이 0도인 상부(121)와, 하부에서 상부로 갈수록 곡률 반경이 증가하도록 곡률 경사를 갖는 하부(122)가 일체로 형성되어 구성된다.
이러한 구조에 의하면, 제 2 집광부(120)로 입사하는 빛의 각도가 0도일 때 하부(122)의 곡률 경사에 의해 외부로 반사되는 것을 방지할 수 있고, 곡률 경사에 의해 솔라셀(40)로 빛을 집광할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 7a는 일부 단면도이다.
상기의 실시 예와 달리, 이 실시 예에서는 제 1 집광부(110)의 입구는 지지부재(180)의 상면과 수평 레벨을 이루도록 구성된다.
제 1 집광부(110)의 상단 가장자리로부터 돌출되는 돌기(112)는 하방으로 절곡되며, 이 돌기(112)에 대응하여 지지부재(180)의 관통구멍 가장자리에 형성된 슬롯(182)에 돌기(112)가 끼워진다.
또한, 제 1 집광부(110)의 하단 가장자리는 내측으로 절곡되어 플랜지(114)를 구성하며, 이 플랜지(114)가 제 2 집광부(20)의 상단면을 가압한다.
지지부재(180)의 관통구멍(181)으로부터 내측 하방으로 절곡된 두 쌍의 지지 편(184)은 제 1 집광부(110)의 외측면을 가압하여 지지한다.
도 7을 참조하면, 이 구조에서는 지지부재(180) 자체에 열 차단시트(200)를 고정할 수 있어 별도의 브라켓이 필요하지 않다는 이점이 있다. 즉, 셀 리시버(30)를 연결하는 도선이 태양 광에 노출되는 것을 방지하는 열 차단시트(200)를 설치하는데, 종래에는 이를 고정하기 위한 별도의 브라켓이 요구되었다.
그러나, 도 7의 구조에 의하면, 별도의 브라켓 없이 열 차단시트(200)를 지지부재(180)에 나사(202)를 이용하여 고정할 수 있다. 고정시에는 열 차단시트(200)의 개구(201)와 지지부재(180)의 관통구멍이 대향하도록 하여 프레넬 렌즈로부터의 빛이 영향을 받지 않도록 한다.
도 8은 다른 구조의 방열판을 적용한 태양전지 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
이 실시 예에 따르면, 다수의 방열 핀(154)이 일정 간극으로 수평으로 적층구조로 배열되어 가령 방열 에폭시 등에 의해 몸체(151)에 접착 고정된다.
각 방열 핀(154)에는 다수의 통기공이 형성되고, 이 통기공의 가장자리는 돌출되어 보강 리브를 형성한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 예로 들어 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 되며 이하에 기재된 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
10: 제 1 집광부
12: 스커트부(skirt portion)
20: 제 2 집광부
30: 셀 리시버
34, 35: 단자
40: 솔라셀
50: 방열판
52: 그루우브
60: 히트 파이프
12: 스커트부(skirt portion)
20: 제 2 집광부
30: 셀 리시버
34, 35: 단자
40: 솔라셀
50: 방열판
52: 그루우브
60: 히트 파이프
Claims (18)
- 프레넬 렌즈를 통해 입사되는 태양 광을 집광하여 셀 리시버의 솔라셀에 전달하는 집광유닛으로서,
하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 통 형상의 제 1 집광부; 및
상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고, 하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 체적 몸체인 유리 재질의 제 2 집광부를 포함하고,
상기 제 2 집광부의 하단면은 상기 솔라셀에 접촉하는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 집광부의 하단면의 크기는 상기 솔라셀의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 집광부의 하단면과 상기 솔라셀 사이에는 실리콘 또는 에폭시 접착제가 개재되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 집광부의 상단면은 반사방지(Anti Reflect) 코팅 처리가 된 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 집광부의 경사각은 상기 제 2 집광부의 경사각보다 크며, 상기 제 2 집광부의 경사각은 0도 이상이고 30도 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 프레넬 렌즈를 통해 입사되는 태양 광을 집광하여 셀 리시버의 솔라셀에 전달하는 집광유닛으로서,
하단에서 상단으로 갈수록 수평 단면적이 증가하는 경사각을 갖는 통 형상의 제 1 집광부; 및
상기 제 1 집광부의 하단에 결합하고, 경사각이 0도인 상부와 하단에서 상단으로 갈수록 곡률 반경이 증가하도록 곡률 경사를 갖는 하부가 일체로 형성되어 구성된 체적 몸체인 유리 재질의 제 2 집광부를 포함하고,
상기 제 2 집광부의 하단면은 상기 솔라셀에 접촉하는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리의 집광유닛. - 솔라셀이 실장되고 한 쌍의 출력단자가 설치된 셀 리시버;
청구항 1 또는 6의 집광유닛;
상기 셀 리시버가 고정되는 방열블록; 및
상기 방열블록의 표면으로 일부가 노출되도록 매립되어 상기 셀 리시버와 접촉하는 히트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 셀 리시버는 방열 접착제에 의해 상기 방열블록에 접착되거나, 일단이 상기 방열블록에 고정되고 타단이 상기 셀 리시버를 가압하는 절연 클램프에 의해 상기 방열블록에 고정되며,
상기 절연 클램프에 의해 고정되는 경우, 상기 셀 리시버와 상기 방열블록 사이에는 방열 그리스가 개재되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 히트 파이프가 매립되도록 상기 방열블록에 그루우브가 형성되고, 상기 그루우브의 내면에 방열 그리스 또는 방열 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 히트 파이프는 가압에 의해 단면이 변형되어 상기 셀 리시버와 접촉하는 부분이 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 셀 리시버와 이에 인접하는 상기 방열블록 부분은 보호층에 의해 덮이며,
상기 보호층은 실리콘 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 또는 에나멜이 도포되거나 분사되어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 방열블록은 몸체와 방열 핀이 일체로 형성되어 구성되고, 상기 방열 핀은 상기 몸체로부터 방사상으로 연장하며,
상기 방열 핀의 수직 단면에서 양 가장자리는 톱날 형상으로 구성되고, 상기 양 가장자리에는 일정 간격으로 가지(branch)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
역 U 형상으로 절곡되어 상기 집광유닛을 지지하는 지지부재를 추가로 포함하고,
상기 지지부재의 양단은 상기 방열블록에 고정되고, 상기 지지부재의 중간부분에는 관통구멍이 형성되어 상기 집광유닛이 끼워지며,
상기 제 1 및 제 2 집광부의 경계에서 상기 제 1 및 제 2 집광부는 각각 상기 지지부재에 독립적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 13에 있어서,
상기 제 1 집광부는 상기 지지부재에 끼움 결합 또는 리벳 결합되고, 상기 제 2 집광부는 상기 관통구멍으로부터 절곡된 적어도 한 쌍의 지지 편에 의해 가압 고정되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 방열블록은 몸체와 상기 몸체에 접착된 다수의 방열 핀으로 구성되고,
상기 방열 핀은 일정 간극으로 적층되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 7에 있어서,
상기 방열블록의 표면은 풍화에 의한 표면 산화를 방지하기 위하여 아노다이징 처리를 하거나, 불소도장, 테프론 코팅 또는 세라믹 코팅된 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 솔라셀이 실장되고 한 쌍의 출력단자가 설치된 셀 리시버;
청구항 1 또는 6의 집광유닛;
상기 셀 리시버가 고정되는 방열블록;
상기 방열블록의 표면으로 일부가 노출되도록 매립되어 상기 셀 리시버와 접촉하는 히트 파이프; 및
역 U 형상으로 절곡되어 양단이 상기 방열블록에 고정되고, 상면 중간부분에 관통구멍이 형성되어 상기 집광유닛의 제 1 집광부가 끼워지는 지지부재를 포함하며,
상기 제 1 집광부의 상단과 상기 지지부재의 상면은 같은 수평 레벨을 이루는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리. - 청구항 17에 있어서,
상기 지지부재의 상면에는 상기 관통구멍에 대응하는 개구가 형성된 열 차단시트가 상기 관통구멍과 개구가 대응한 상태에서 상기 지지부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 태양전지 어셈블리.
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